[논문]복합 유산균 스타터 ABT-5를 이용한 발효 다크 초콜릿의 항산화 활성 및 향기 성분

고소예; 류지연; 김현아; 김소미

doi:10.9721/kjfst.2017.49.6.617

복합 유산균 스타터 ABT-5를 이용한 발효 다크 초콜릿의 항산화 활성 및 향기 성분
Effects of fermentation by the commercial starter ABT-5 on the flavor and antioxidant activities of dark chocolate 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.49 no.6, 2017년, pp.617 - 624

고소예 (제주대학교 차세대융복합과학기술협동과정) , 류지연 (제주대학교 바이오소재공학과) , 김현아 ((주)제키스) , 김소미 (제주대학교 차세대융복합과학기술협동과정)

초록
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본 연구는 다크 초콜릿을 복합 유산균 스타터인 ABT-5를 이용하여 발효시켰을 때, 항산화 성분과 활성 그리고 향기 성분의 변화를 발효 전 다크 초콜릿과 비교하였다. 발효 시간에 따른 pH의 감소와 적정 산도의 증가 및 가스 크로마토그래피 분석에 의한 lactic acid 성분비의 증가를 측정함으로써 다크 초콜릿의 발효가 진행되었음을 확인하였다. 6, 12, 그리고 24시간 발효한 다크 초콜릿의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 및 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 활성이 발효 전 대조구 대비 유사한 수준으로 유지되었다. 한편, 6, 12시간 발효한 다크 초콜릿은 대조구에 대비하여 산화스트레스에 의한 ROS 발생 및 세포 독성으로부터 세포를 유의적으로 보호하였다. 가스 크로마토그래피에서 검출된 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone와 헤드스페이스 가스 크로마토그래피를 통해 검출된 2-furanmethanol은 중요한 향미 성분으로 확인되었으며, 해당 성분들은 발효 다크 초콜릿의 풍미를 증진시킬 것으로 예상되었다. 본 연구에서는 복합유산균을 이용해 다크 초콜릿을 발효했으며, 발효 시간에 따른 항산화 활성의 변화를 분석하였으며, 발효에 의한 다크 초콜릿의 향미 성분의 증가를 측정함으로써 고부가가치 다크 초콜릿 개발 가능성을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Chocolate, one of the most popular confectioneries in the world, is known for its aromatic flavor and high antioxidant activities. In this study, we investigated the effects of fermentation with commercially available lactic acid bacteria, ABT-5, on the flavor and antioxidant activities of dark chocolate. During 24 h fermentation, pH decreased from 5.52 to 3.97 and total acidity increased from 0.51 to 1.85%, whereas total polyphenol and flavonoid contents as well as DPPH and ABTS radical scavenging activities remained unchanged. Furthermore, compared with control HepG2 cells treated with unfermented dark chocolate, those treated with the fermented dark chocolate showed significantly lower levels of reactive oxygen species and higher viability under $H_2O_2-induced$ oxidative stress. Finally, GC-MS and headspace GC-MS analysis detected 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone and 2-furanmethanol, known to enhance flavor, in the fermented dark chocolate. Collectively, these results suggest that ABT-5-fermented dark chocolate could be utilized for developing value-added dark chocolate products.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 상용 복합 유산균인 ABT-5를 다크 초콜릿의 발효에 적용하고, 유산균 발효 다크 초콜릿의 항산화 활성과 향미의 변화를 측정함으로써, 새로운 컨셉의 다크 초콜릿 제품 개발에 기여하고 유산균 발효 초콜릿 제품 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
가스 크로마토그래피에서 검출된 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone와 헤드스페이스 가스 크로마토그래피를 통해 검출된 2-furanmethanol은 중요한 향미 성분으로 확인되었으며, 해당 성분들은 발효 다크 초콜릿의 풍미를 증진시킬 것으로 예상되었다. 본 연구에서는 복합유산균을 이용해 다크 초콜릿을 발효했으며, 발효 시간에 따른 항산화 활성의 변화를 분석하였으며, 발효에 의한 다크 초콜릿의 향미 성분의 증가를 측정함으로써 고부가가치 다크 초콜릿 개발 가능성을 제시한다.

제안 방법

1시간 후 800 μM H₂O₂ (Hydrogen peroxide 30%, Biosesang, Seongnam, Korea)를 처리한 다음 30분 후 H₂DCF-DA를 처리하였다. 15분 후 PBS로 세척한 다음 trypsin-EDTA (0.5% Trypsin-EDTA, Invitrogen Inc., Grand Island, NY, USA)를 이용하여 세포를 회수하고 즉시 측정하였다. Positive control로 N-acetyl-L-cysteine (NAC, Sigma Chemical Co.
100 ^o C에서 160^o C까지 분당 15^o C씩 승온하였다. 160 ^o C에서 1 분간 유지한 후 분당 3 ^o C씩 210^o C까지 승온한 후 3분간 유지하였으며, 250 ^o C까지 분당 10 ^o C씩 승온한 후 3분간 유지하였고, 300 ^o C까지 분당 5 ^o C씩 승온한 후 1분간 유지하여 분석을 마무리 하였다. 운반가스로는 헬륨을 사용하였다.
1시간 후 800 μM H2O2 (Hydrogen peroxide 30%, Biosesang, Seongnam, Korea)를 처리한 다음 30분 후 H2DCF-DA를 처리하였다.
ABT-5 복합균 발효 다크 초콜릿 처리에 의한 세포 내 활성산소(ROS, reactive oxygen species)의 수준을 H2DCF-DA (2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate)를 이용하여 측정하고 flow cytometry 결과를 Fig. 3에 나타내었다.
ABTS radical 소거능 측정은 기존에 알려진 방법(32)을 변형하여 수행하였으며, 7 mM의 2,2'-azino-bis (3-ethylbensthiazoline-6-sulfonic acid, A1888, Sigma Chemical Co.)와 2.45 mM K2S2O8 (potassium persulfate, Sigma Chemical Co.)를 혼합해 16시간 동안 냉암소에 서 반응시켜 ABTS solution을 제조하였다.
ABTS 용액 900 μL와 시료 100 μL를 넣어 2분간 실온에서 반응시킨 후, 734 nm에서 흡광도를 측정하고 소거능을 계산하였다.
0 mL/ min으로 수행했으며, interface 온도는 280^oC로 설정하였다. Scan mode로 45-500 m/z 범위에서 분석하였으며 GC-MS 분석을 통해 검출된 각 성분들의 동정은 Willey 9 library database를 이용하여 수행하였고, library와 유사도가 80% 이상인 화합물만을 동정하였다. 동정된 화합물의 성분 조성비는 해당하는 피크의 면적을 기준으로 전체 피크에서 각 피크가 차지하는 비율을 기반으로 산출하였다.
동량의 증류수를 혼합하고 멸균(121 o C, 15분)한 다크 초콜릿 (Jekiss Dark 72%, Jekiss Co., Ltd., Jeju, Korea)에 ABT-5 (FDDVS ABT-5, Chr. Hansen A/S, Hørsholm, Denmark)를 1% (g/ g) 접종하고 40 o C에서 배양하며 시간대별 발효 다크 초콜릿 시료를 얻었다.
Scan mode로 45-500 m/z 범위에서 분석하였으며 GC-MS 분석을 통해 검출된 각 성분들의 동정은 Willey 9 library database를 이용하여 수행하였고, library와 유사도가 80% 이상인 화합물만을 동정하였다. 동정된 화합물의 성분 조성비는 해당하는 피크의 면적을 기준으로 전체 피크에서 각 피크가 차지하는 비율을 기반으로 산출하였다.
발효 다크 초콜릿의 시간대별 pH는 pH meter (Orion 3-star Benchtop pH meter, Thermo Scientific Inc., Waltham, MA, USA)로 측정하였다. 적정산도는 2.
본 연구는 다크 초콜릿을 복합 유산균 스타터인 ABT-5를 이용하여 발효시켰을 때, 항산화 성분과 활성 그리고 향기 성분의 변화를 발효 전 다크 초콜릿과 비교하였다. 발효 시간에 따른 pH 의 감소와 적정 산도의 증가 및 가스 크로마토그래피 분석에 의한 lactic acid 성분비의 증가를 측정함으로써 다크 초콜릿의 발효가 진행되었음을 확인하였다.
세포 내 ROS 측정은 H₂DCF-DA (2,7-dichlorofluorescin diacetate, Sigma Chemical Co.)를 사용하여 flow cytometry (LSRFortessa, BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ, USA)로 측정하였다. HepG2 (Korean Cell Line Bank, Seoul, Korea)를 6 well plate에 분주한 후 37^o C, 5% CO₂ incubator에서 24시간 배양한 다음, 초콜릿을 처리한 후 배양하였다.
시료 125 μL에 0.5 mL Folin-Ciocalteu’s 시약(F9252, Sigma Chemical Co.)을 3분 동안 처리하고 Na2CO3 (sodium carbonate, Sigma Chemical Co.) 1 mL를 가한 후 실온 암조건에서 30분 동안 정치한 후, 700 nm에서의 흡광도를 분광광도계 (Sunrise-basic, Tecan, Salzburg, Austria)로 측정하였다.
시료를 200 μM DPPH (D9132, Sigma Chemical Co.) 용액 과 30분간 37 o C의 암소에서 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하고 소거능을 계산하였다.
이전의 연구(28)를 참고하여, 다크 초콜릿 시료의 지방을 제거하기 위해 8 g의 시료에 n-hexane (Daejung, Siheung, Korea) 40 mL을 가하고 5분간 초음파 추출 및 원심분리하여 지방을 제거하였다. 용매를 완전히 제거한 초콜릿 21 g에 70 mL의 70% acetone (Daejung)을 가하여 10분간 초음파 추출한 후, 동량의 70% methanol (Daejung)을 두 번 가하여 추출 과정을 반복하였다. 여과한 초콜릿 추출물을 40 ^o C에서 감압 농축 및 동결건조하고 4^o C 보관하여 실험에 사용하였다.
Hansen A/S, Hørsholm, Denmark)를 1% (g/ g) 접종하고 40 ^o C에서 배양하며 시간대별 발효 다크 초콜릿 시료를 얻었다. 이전의 연구(28)를 참고하여, 다크 초콜릿 시료의 지방을 제거하기 위해 8 g의 시료에 n-hexane (Daejung, Siheung, Korea) 40 mL을 가하고 5분간 초음파 추출 및 원심분리하여 지방을 제거하였다. 용매를 완전히 제거한 초콜릿 21 g에 70 mL의 70% acetone (Daejung)을 가하여 10분간 초음파 추출한 후, 동량의 70% methanol (Daejung)을 두 번 가하여 추출 과정을 반복하였다.
먼저 HepG2 세포를 96 well plate에 분주하고 37 ^o C, 5% CO₂ incubator에서 24시간 배양한 후, 초콜릿을 농도별로 전처리한 후 800 μM H₂O₂ 를 처리한 다음 배양하였다. 일정시간 후 MTT solution (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide, Amresco Inc., Solon, OH, USA)을 넣고 4시간 동안 배양한 후 흡광도를 측정하였고, 세포생존율은 대조구에 대한 생존율로 나타내었다.
총 플라보노이드 함량은 Brand-Williams 등(30)의 방법을 변형하여 시료 40 μL에 5% NaNO2 (sodium nitrite, Sigma Chemical Co.) 6 μL를 첨가하여 5분간 반응시킨 후 10% AlCl3 (aluminum chloride, Sigma Chemical Co.) 12 μL를 혼합하여 6분 간 반응시킨 다음 1 N NaOH 40 μL를 첨가한 후 흡광도를 510 nm에서 측정하였다.
향기 성분 분석은 위에서 사용된 GC-MS 및 헤드스페이스 포집기(Headspace Autosampler, HT-3, Teledyne Tekmar, OH, USA) 를 사용하여 수행하였다. 시료 1 g을 MeOH₂ mL에 희석하여 사용하였다.
휘발성 성분 분석은 Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS, QP-2010, Shimadzu Co.)와 GC 컬럼(Rtx-5MS, 30 m length, 0.25 μm diameter, 0.25 μm thickness, Restek Corporation, PA, USA)을 사용하여 수행하였다.

대상 데이터

)를 사용하여 flow cytometry (LSRFortessa, BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ, USA)로 측정하였다. HepG2 (Korean Cell Line Bank, Seoul, Korea)를 6 well plate에 분주한 후 37^o C, 5% CO₂ incubator에서 24시간 배양한 다음, 초콜릿을 처리한 후 배양하였다. 1시간 후 800 μM H₂O₂ (Hydrogen peroxide 30%, Biosesang, Seongnam, Korea)를 처리한 다음 30분 후 H₂DCF-DA를 처리하였다.
160 ^o C에서 1 분간 유지한 후 분당 3 ^o C씩 210^o C까지 승온한 후 3분간 유지하였으며, 250 ^o C까지 분당 10 ^o C씩 승온한 후 3분간 유지하였고, 300 ^o C까지 분당 5 ^o C씩 승온한 후 1분간 유지하여 분석을 마무리 하였다. 운반가스로는 헬륨을 사용하였다. Column flow를 1.

데이터처리

실험은 3회 반복하여 평균과 표준오차로 나타내었고, 각 실험 결과는 SPSS (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 ANOVA one way를 시행하였다. 통계적인 유의성은 p<0.

이론/모형

DPPH 라디칼 소거능은 이전에 보고된 방법(31)을 토대로 수행하였다. 시료를 200 μM DPPH (D9132, Sigma Chemical Co.
)을 사용하였다. 세포생존율은 MTT assay를 이용하여 측정하였다. 먼저 HepG2 세포를 96 well plate에 분주하고 37 ^o C, 5% CO₂ incubator에서 24시간 배양한 후, 초콜릿을 농도별로 전처리한 후 800 μM H₂O₂ 를 처리한 다음 배양하였다.

성능/효과

다크 초콜릿을 ABT-5 복합균으로 발효 시 성분 변화를 GCMS를 이용하여 분석하고 이를 Table 2에 나타냈다. 0시간 발효한 대조구 다크 초콜릿의 주요 성분은 xanthosine, theobromine, 그리고 caffeine이 검출되었으며 이들은 각각 47.21%, 16.15%, 그리고 2.40%를 차지하였다. 이들은 초콜릿의 원료인 Theobroma cacao의 대표적인 알칼로이드로 초콜릿의 독특한 쓴맛과 향을 내는 성분으로 기호성에 관여한다(9).
1)Compounds were tentatively identified based on parent molecular ions, retention times, retention indices, and elution order, as well as the fragmentation spectra compared with the literature.
발효 시간에 따른 pH 의 감소와 적정 산도의 증가 및 가스 크로마토그래피 분석에 의한 lactic acid 성분비의 증가를 측정함으로써 다크 초콜릿의 발효가 진행되었음을 확인하였다. 6, 12, 그리고 24시간 발효한 다크 초콜릿의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 및 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 활성이 발효 전 대조구 대비 유사한 수준으로 유지되었다. 한편, 6, 12시간 발효한 다크 초콜릿은 대조구에 대비하여 산화스트레스에 의한 ROS 발생 및 세포 독성으로부터 세포를 유의적으로 보호하였다.
plantarum으로 발효한 경우에서도 폴리페놀 함량이 감소하였으며(35), 블루베리를 유산균으로 발효한 경우에서 폴리페놀 함량이 감소하였다(36)는 보고와 대조를 이루는 결과이다. ABT-5 복합균으로 다크 초콜릿을 발효 시에 플라보노이드 함량은 0시간 발효한 대조구의 1.47 mg RE/g에서 발효 6, 12, 24시간 후에는 각각 1.34, 1.37, 1.41 mg RE/g으로 확인되었다. 이는 Oh 등(36)이 보고한 블루베리 발효 시에 플라보노이드가 발효 전에 대비하여 5% 정도 감소한 것과 Sun 등(37)이 보고한 양배추 발효 전후에 플라보노이드가 23% 정도 감소한 것과 비교했을 때 감소의 폭이 상대적으로 적은 것이다.
복합 균인 ABT-5를 이용하여 발효한 다크 초콜릿의 시간대별 pH와 산도를 Table 1에 나타내었다. ABT-5 복합균을 적용한 다크 초콜릿의 발효 시간대별 pH의 변화를 측정하였을 때, 발효 전의 pH는 5.52이었으며, 발효 6, 12, 24시간 후의 pH는 각각 4.32, 4.03, 3.97로 0시간 발효한 대조구 대비해서 발효 24시간 후에는 약 30% 감소하였다. ABT-5 복합균을 적용한 두유에서는 발효 4 시간 후에 pH 7에서 pH 5.
H2O2 로 산화스트레스를 유발하였을 때 세포 내 ROS 수준은 무처리구 세포 대비 176.74% 로 증가하였고, ROS scavenger로 잘 알려진 N-acetyl-L-cysteine (NAC)을 3 mM 전처리한 후 H2O2를 처리하면 H2O2 단독처리 시에 비해 ROS 수준(123.51%)이 현저히 낮게 나타났다.
4에 나타내었다. H₂O₂ 처리로 세포 독성을 유도했을 때의 세포 생존율은 H₂O₂ 무처리구 세포의 생존율 대비 53.83%로 감소하였고, 0시간 발효한 대조구 초콜릿 2 mg/ mL 전처리 시의 생존율은 62.32%로 H₂O₂ 단독 처리구 세포의 생존율 대비해서 다소 증가하였다. 한편, 6, 12, 24시간 발효한 다크 초콜릿을 2 mg/mL 전처리했을 때의 세포생존율은 각각 73.
Significant differences were compared with each concentration of non-fermented chocolate treatment versus 6, 12, and 24 h fermented chocolate treatment at *p<0.05 and **p<0.01.
Significant differences were compared with non-fermented chocolate versus 6, 12, and 24 h fermented chocolate at *p<0.05 and **p<0.01.
한편, 6, 12시간 발효한 다크 초콜릿은 대조구에 대비하여 산화스트레스에 의한 ROS 발생 및 세포 독성으로부터 세포를 유의적으로 보호하였다. 가스 크로마토그래피에서 검출된 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone와 헤드스페이스 가스 크로마토그래피를 통해 검출된 2-furanmethanol은 중요한 향미 성분으로 확인되었으며, 해당 성분들은 발효 다크 초콜릿의 풍미를 증진시킬 것으로 예상되었다. 본 연구에서는 복합유산균을 이용해 다크 초콜릿을 발효했으며, 발효 시간에 따른 항산화 활성의 변화를 분석하였으며, 발효에 의한 다크 초콜릿의 향미 성분의 증가를 측정함으로써 고부가가치 다크 초콜릿 개발 가능성을 제시한다.
84%로 나타났으며, 이를 통해 ABT-5 복합균에 의해 초콜릿의 발효가 진행되었음을 확인할 수 있었다. 과일이나 캐러멜, 아몬드의 단향미를 나타내는 성분인 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone과 버터, 코코넛 오일 등에 포함되어 있으며 크림, 지방의 풍미를 증진시킨다고 알려진 palmitic acid도 발효 다크 초콜릿에서 검출되었으며 이는 초콜릿의 향을 풍부하게 하는 데 기여할 것으로 예상되었다. 따라서 ABT-5 복합균을 이용한 다크 초콜릿의 발효는 폴리페놀, 플라보노이드와 같은 주요 생리 활성 성분의 감소는 유발하지 않으면서 휘발성 성분 증가를 통한 풍미 향상을 유도할 수 있음을 확인 할 수 있었다.
이외에도 구운 비스킷과 캐러멜 향을 내는 3,5-dihydroxy-6-methyl-2,3-dihydro-4H-pyran-4-one 과 5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde가 검출되었으며, 바닐라 향을 내는 ethylvanillin도 검출되었다. 대조구 초콜릿에서는 미검출된 lactic acid의 성분비가 발효 24시간 다크 초콜릿에서 14.84%로 나타났으며, 이를 통해 ABT-5 복합균에 의해 초콜릿의 발효가 진행되었음을 확인할 수 있었다. 과일이나 캐러멜, 아몬드의 단향미를 나타내는 성분인 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone과 버터, 코코넛 오일 등에 포함되어 있으며 크림, 지방의 풍미를 증진시킨다고 알려진 palmitic acid도 발효 다크 초콜릿에서 검출되었으며 이는 초콜릿의 향을 풍부하게 하는 데 기여할 것으로 예상되었다.
19%로 관찰되어 다크 초콜릿의 ROS 소거능이 주어진 농도의 NAC에 비해 상대적으로 우수한 것을 확인할 수 있었다. 동일한 양의 6, 12시간 발효 다크 초콜릿을 처리했을 때 세포 내 ROS 수준은 0시간 발효한 대조구보다 더 낮은 값인 81.53%와 76.51%로 나타나, 다크 초콜릿의 세포 내 ROS 소거능이 발효에 의해 유의적으로 증가했음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 발효 초콜릿의 DPPH 와 ABTS radical 소거능이 발효 0시간 대조구와 유사했던 결과 (Fig 2A와 2B)와 상반되는 결과인데, 이는 세포 내 산화 스트레스 실험에서는 성분의 세포막 친화성 및 투과성 등의 물리적 특성이 반영되었기 때문이라고 사료된다(39).
과일이나 캐러멜, 아몬드의 단향미를 나타내는 성분인 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone과 버터, 코코넛 오일 등에 포함되어 있으며 크림, 지방의 풍미를 증진시킨다고 알려진 palmitic acid도 발효 다크 초콜릿에서 검출되었으며 이는 초콜릿의 향을 풍부하게 하는 데 기여할 것으로 예상되었다. 따라서 ABT-5 복합균을 이용한 다크 초콜릿의 발효는 폴리페놀, 플라보노이드와 같은 주요 생리 활성 성분의 감소는 유발하지 않으면서 휘발성 성분 증가를 통한 풍미 향상을 유도할 수 있음을 확인 할 수 있었다.
99% 로 측정되어, ABT-5 복합균 발효 시 산도의 절반에 그쳤다. 따라서, 다크 초콜릿 유산균 발효 시에는 ABT-5 복합균이 L. plantarum 단일 유산균보다 더 적절한 것으로 확인되었다.
이는 과일에 함유된 tannins 중에는 발효 시에 미생물에 의해 분해 가능한 hydrolysable tannins의 함량이 높은 반면, 초콜릿에서는 catechin이나 proanthocyanidin과 같은 condensed tannins의 함량이 상대적으로 높아 유산균의 tannase에 의한 폴리페놀의 감소가 적은 것으로 예상된다(34). 따라서, 사과, 석류, 블루베리 등을 유산균 발효했을 때와 달리, 유산균 발효에 의한 다크 초콜릿의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량의 감소는 눈에 띄게 관찰되지 않았다.
다크 초콜릿을 ABT-5로 발효했을 경우, 산화스트레스로부터 세포 보호효과를 나타내었던 성분이 6, 12시간 발효 시에 증가되었다가 24시간 발효 시에는 감소하여 세포 내 ROS 소거능도 감소된 것으로 사료된다. 따라서, 이상의 결과에서 다크 초콜릿은 발효에 의해 세포 내 활성산소를 소거하는 능력이 증가한 것으로 확인되었다.
본 연구는 다크 초콜릿을 복합 유산균 스타터인 ABT-5를 이용하여 발효시켰을 때, 항산화 성분과 활성 그리고 향기 성분의 변화를 발효 전 다크 초콜릿과 비교하였다. 발효 시간에 따른 pH 의 감소와 적정 산도의 증가 및 가스 크로마토그래피 분석에 의한 lactic acid 성분비의 증가를 측정함으로써 다크 초콜릿의 발효가 진행되었음을 확인하였다. 6, 12, 그리고 24시간 발효한 다크 초콜릿의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 및 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 활성이 발효 전 대조구 대비 유사한 수준으로 유지되었다.
59% 와 비슷하였으며, 이는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 항산화 활성이 양의 상관관계를 갖는다는 Seo 등(38)의 연구와 유사한 결과를 보여주었다. 발효 전 다크 초콜릿 자체의 라디칼 소거능이 ABT-5를 이용한 유산균 발효에 의해서도 유지되는 것을 확인하였다.
ABT-5 복합균 발효에 따른 다크 초콜릿의 향기 성분 변화를 확인하기 위해 발효하지 않은 대조구 다크 초콜릿과 24시간 발효한 다크 초콜릿을 분석하고 Table 3에 나타내었다. 발효하지 않은 다크 초콜릿의 주요 향기 성분은 methyl acetate가 31.93%로 가장 많이 함유되어 있는 것을 확인하였다. 이외에 아라비카 커피, 차, 코코아 등에서 나타나는 향기 성분인 2-furanmethanol, 코코아의 대표적인 알칼로이드인 caffeine, 유기산인 acetic acid, 과일이나 아몬드 향을 나타낸다고 알려진 benzaldehyde 등이 검출 되었다.
이외에 아라비카 커피, 차, 코코아 등에서 나타나는 향기 성분인 2-furanmethanol, 코코아의 대표적인 알칼로이드인 caffeine, 유기산인 acetic acid, 과일이나 아몬드 향을 나타낸다고 알려진 benzaldehyde 등이 검출 되었다. 발효한 다크 초콜릿의 휘발성 성분은 대조구에 비해 acetic acid가 40.93%까지 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 ethanol도 8.
1 에 나타내었다. 유산균 발효 직전의 다크 초콜릿의 폴리페놀 함량은 2.41 mg GAE/g이며 발효 24시간 후에는 2.39 mg GAE/g으로 나타나, 발효 전후 폴리페놀의 함량에는 큰 변화가 없음을 확인 할 수 있었다. 이는 L.
51%)이 현저히 낮게 나타났다. 한편 0시간 발효한 대조구를 2 mg/mL 전처리했을 때, H₂O₂ 단독 처리 시의 176.74%에 비해 세포 내 ROS 수준이 102.19%로 관찰되어 다크 초콜릿의 ROS 소거능이 주어진 농도의 NAC에 비해 상대적으로 우수한 것을 확인할 수 있었다. 동일한 양의 6, 12시간 발효 다크 초콜릿을 처리했을 때 세포 내 ROS 수준은 0시간 발효한 대조구보다 더 낮은 값인 81.
32%로 H₂O₂ 단독 처리구 세포의 생존율 대비해서 다소 증가하였다. 한편, 6, 12, 24시간 발효한 다크 초콜릿을 2 mg/mL 전처리했을 때의 세포생존율은 각각 73.71, 72.74, 68.54%로, H₂O₂ 단독 처리구에 대비하여 생존율이 유의적으로 증가하였다. 이는 발효 다크 초콜릿 첨가에 의해 세포 내 활성산소가 소거되어 산화스트레스에 의한 세포 독성으로 부터 세포를 보호한 것으로 판단된다(42).
6, 12, 그리고 24시간 발효한 다크 초콜릿의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 및 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 활성이 발효 전 대조구 대비 유사한 수준으로 유지되었다. 한편, 6, 12시간 발효한 다크 초콜릿은 대조구에 대비하여 산화스트레스에 의한 ROS 발생 및 세포 독성으로부터 세포를 유의적으로 보호하였다. 가스 크로마토그래피에서 검출된 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone와 헤드스페이스 가스 크로마토그래피를 통해 검출된 2-furanmethanol은 중요한 향미 성분으로 확인되었으며, 해당 성분들은 발효 다크 초콜릿의 풍미를 증진시킬 것으로 예상되었다.

후속연구

77%로 증가하였다. 이상의 결과에서 복합 유산균 ABT-5 발효에 의한 다크 초콜릿의 향기 성분 변화를 확인할 수 있었으며, 이러한 향기 성분들은 발효 초콜릿의 산미와 풍미 증진에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기능성을 첨가한 초콜릿 연구가 제과 산업에서도 진행되는 이유는?	전 세계적으로 기능성 식품에 대한 소비자들의 요구가 증가하고 있으며(1,2), 이러한 추세에 맞춰 최근에는 코코아나 초콜릿 시장과 같은 제과 산업에서도 기능성을 첨가한 초콜릿 연구가 진행되고 있다(3). 초콜릿은 테오브로마 카카오나무(Theobroma cacao) 의 카카오 열매에서 얻은 코코아 매스, 코코아 버터, 코코아 분말 등의 원료에 설탕, 우유, 버터 등을 혼합하여 만든 기호 식품 으로(4), 녹차, 홍차, 적포도주와 더불어 대표적인 항산화 능력을 가진 식품으로 알려져 있다(5).
	복합유산균을 이용해 발효한 다크 초콜릿에서 생길 것으로 보이는 변화는?	한편, 6, 12시간 발효한 다크 초콜릿은 대조구에 대비하여 산화스트레스에 의한 ROS 발생 및 세포 독성으로부터 세포를 유의적으로 보호하였다. 가스 크로마토그래피에서 검출된 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone와 헤드스페이스 가스 크로마토그래피를 통해 검출된 2-furanmethanol은 중요한 향미 성분으로 확인되었으며, 해당 성분들은 발효 다크 초콜릿의 풍미를 증진시킬 것으로 예상되었다. 본 연구에서는 복합유산균을 이용해 다크 초콜릿을 발효했으며, 발효 시간에 따른 항산화 활성의 변화를 분석하였으며, 발효에 의한 다크 초콜릿의 향미 성분의 증가를 측정함으로써 고부가가치 다크 초콜릿 개발 가능성을 제시한다.
	초콜릿은 어떻게 만드는가?	전 세계적으로 기능성 식품에 대한 소비자들의 요구가 증가하고 있으며(1,2), 이러한 추세에 맞춰 최근에는 코코아나 초콜릿 시장과 같은 제과 산업에서도 기능성을 첨가한 초콜릿 연구가 진행되고 있다(3). 초콜릿은 테오브로마 카카오나무(Theobroma cacao) 의 카카오 열매에서 얻은 코코아 매스, 코코아 버터, 코코아 분말 등의 원료에 설탕, 우유, 버터 등을 혼합하여 만든 기호 식품 으로(4), 녹차, 홍차, 적포도주와 더불어 대표적인 항산화 능력을 가진 식품으로 알려져 있다(5). 초콜릿은 함유된 카카오 매스의 함량에 따라 다크 초콜릿(dark, 45% 이상), 밀크 초콜릿(milk, 24-45%), 그리고 가장 함량이 적은 화이트 초콜릿(white, 0%)으로 구분한다(6).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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